git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_resample.c

   1 /*
   2  *
   3  * This file is part of Libav.
   4  *
   5  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * sample format and channel layout conversion audio filter
  23  */
  24
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/avstring.h"
  27 #include "libavutil/common.h"
  28 #include "libavutil/dict.h"
  29 #include "libavutil/mathematics.h"
  30 #include "libavutil/opt.h"
  31
  32 #include "libavresample/avresample.h"
  33
  34 #include "audio.h"
  35 #include "avfilter.h"
  36 #include "formats.h"
  37 #include "internal.h"
  38
  39 typedef struct ResampleContext {
  40     const AVClass *class;
  41     AVAudioResampleContext *avr;
  42     AVDictionary *options;
  43
  44     int resampling;
  45     int64_t next_pts;
  46     int64_t next_in_pts;
  47
  48     /* set by filter_frame() to signal an output frame to request_frame() */
  49     int got_output;
  50 } ResampleContext;
  51
  52 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, AVDictionary **opts)
  53 {
  54     ResampleContext *s = ctx->priv;
  55     const AVClass *avr_class = avresample_get_class();
  56     AVDictionaryEntry *e = NULL;
  57
  58     while ((e = av_dict_get(*opts, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
  59         if (av_opt_find(&avr_class, e->key, NULL, 0,
  60                         AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ | AV_OPT_SEARCH_CHILDREN))
  61             av_dict_set(&s->options, e->key, e->value, 0);
  62     }
  63
  64     e = NULL;
  65     while ((e = av_dict_get(s->options, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
  66         av_dict_set(opts, e->key, NULL, 0);
  67
  68     /* do not allow the user to override basic format options */
  69     av_dict_set(&s->options,  "in_channel_layout", NULL, 0);
  70     av_dict_set(&s->options, "out_channel_layout", NULL, 0);
  71     av_dict_set(&s->options,  "in_sample_fmt",     NULL, 0);
  72     av_dict_set(&s->options, "out_sample_fmt",     NULL, 0);
  73     av_dict_set(&s->options,  "in_sample_rate",    NULL, 0);
  74     av_dict_set(&s->options, "out_sample_rate",    NULL, 0);
  75
  76     return 0;
  77 }
  78
  79 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     ResampleContext *s = ctx->priv;
  82
  83     if (s->avr) {
  84         avresample_close(s->avr);
  85         avresample_free(&s->avr);
  86     }
  87     av_dict_free(&s->options);
  88 }
  89
  90 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  91 {
  92     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
  93     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
  94
  95     AVFilterFormats        *in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
  96     AVFilterFormats        *out_formats     = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
  97     AVFilterFormats        *in_samplerates  = ff_all_samplerates();
  98     AVFilterFormats        *out_samplerates = ff_all_samplerates();
  99     AVFilterChannelLayouts *in_layouts      = ff_all_channel_layouts();
 100     AVFilterChannelLayouts *out_layouts     = ff_all_channel_layouts();
 101
 102     ff_formats_ref(in_formats,  &inlink->out_formats);
 103     ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats);
 104
 105     ff_formats_ref(in_samplerates,  &inlink->out_samplerates);
 106     ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates);
 107
 108     ff_channel_layouts_ref(in_layouts,  &inlink->out_channel_layouts);
 109     ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
 110
 111     return 0;
 112 }
 113
 114 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 115 {
 116     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 117     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 118     ResampleContext   *s = ctx->priv;
 119     char buf1[64], buf2[64];
 120     int ret;
 121
 122     int64_t resampling_forced;
 123
 124     if (s->avr) {
 125         avresample_close(s->avr);
 126         avresample_free(&s->avr);
 127     }
 128
 129     if (inlink->channel_layout == outlink->channel_layout &&
 130         inlink->sample_rate    == outlink->sample_rate    &&
 131         (inlink->format        == outlink->format ||
 132         (av_get_channel_layout_nb_channels(inlink->channel_layout)  == 1 &&
 133          av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout) == 1 &&
 134          av_get_planar_sample_fmt(inlink->format) ==
 135          av_get_planar_sample_fmt(outlink->format))))
 136         return 0;
 137
 138     if (!(s->avr = avresample_alloc_context()))
 139         return AVERROR(ENOMEM);
 140
 141     if (s->options) {
 142         int ret;
 143         AVDictionaryEntry *e = NULL;
 144         while ((e = av_dict_get(s->options, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
 145             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "lavr option: %s=%s\n", e->key, e->value);
 146
 147         ret = av_opt_set_dict(s->avr, &s->options);
 148         if (ret < 0)
 149             return ret;
 150     }
 151
 152     av_opt_set_int(s->avr,  "in_channel_layout", inlink ->channel_layout, 0);
 153     av_opt_set_int(s->avr, "out_channel_layout", outlink->channel_layout, 0);
 154     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_fmt",     inlink ->format,         0);
 155     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_fmt",     outlink->format,         0);
 156     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_rate",    inlink ->sample_rate,    0);
 157     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_rate",    outlink->sample_rate,    0);
 158
 159     if ((ret = avresample_open(s->avr)) < 0)
 160         return ret;
 161
 162     av_opt_get_int(s->avr, "force_resampling", 0, &resampling_forced);
 163     s->resampling = resampling_forced || (inlink->sample_rate != outlink->sample_rate);
 164
 165     if (s->resampling) {
 166         outlink->time_base = (AVRational){ 1, outlink->sample_rate };
 167         s->next_pts        = AV_NOPTS_VALUE;
 168         s->next_in_pts     = AV_NOPTS_VALUE;
 169     } else
 170         outlink->time_base = inlink->time_base;
 171
 172     av_get_channel_layout_string(buf1, sizeof(buf1),
 173                                  -1, inlink ->channel_layout);
 174     av_get_channel_layout_string(buf2, sizeof(buf2),
 175                                  -1, outlink->channel_layout);
 176     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
 177            "fmt:%s srate:%d cl:%s -> fmt:%s srate:%d cl:%s\n",
 178            av_get_sample_fmt_name(inlink ->format), inlink ->sample_rate, buf1,
 179            av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate, buf2);
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 185 {
 186     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 187     ResampleContext   *s = ctx->priv;
 188     int ret = 0;
 189
 190     s->got_output = 0;
 191     while (ret >= 0 && !s->got_output)
 192         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 193
 194     /* flush the lavr delay buffer */
 195     if (ret == AVERROR_EOF && s->avr) {
 196         AVFrame *frame;
 197         int nb_samples = avresample_get_out_samples(s->avr, 0);
 198
 199         if (!nb_samples)
 200             return ret;
 201
 202         frame = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
 203         if (!frame)
 204             return AVERROR(ENOMEM);
 205
 206         ret = avresample_convert(s->avr, frame->extended_data,
 207                                  frame->linesize[0], nb_samples,
 208                                  NULL, 0, 0);
 209         if (ret <= 0) {
 210             av_frame_free(&frame);
 211             return (ret == 0) ? AVERROR_EOF : ret;
 212         }
 213
 214         frame->nb_samples = ret;
 215         frame->pts = s->next_pts;
 216         return ff_filter_frame(outlink, frame);
 217     }
 218     return ret;
 219 }
 220
 221 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 222 {
 223     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
 224     ResampleContext    *s = ctx->priv;
 225     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 226     int ret;
 227
 228     if (s->avr) {
 229         AVFrame *out;
 230         int delay, nb_samples;
 231
 232         /* maximum possible samples lavr can output */
 233         delay      = avresample_get_delay(s->avr);
 234         nb_samples = avresample_get_out_samples(s->avr, in->nb_samples);
 235
 236         out = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
 237         if (!out) {
 238             ret = AVERROR(ENOMEM);
 239             goto fail;
 240         }
 241
 242         ret = avresample_convert(s->avr, out->extended_data, out->linesize[0],
 243                                  nb_samples, in->extended_data, in->linesize[0],
 244                                  in->nb_samples);
 245         if (ret <= 0) {
 246             av_frame_free(&out);
 247             if (ret < 0)
 248                 goto fail;
 249         }
 250
 251         av_assert0(!avresample_available(s->avr));
 252
 253         if (s->resampling && s->next_pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 254             if (in->pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 255                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "First timestamp is missing, "
 256                        "assuming 0.\n");
 257                 s->next_pts = 0;
 258             } else
 259                 s->next_pts = av_rescale_q(in->pts, inlink->time_base,
 260                                            outlink->time_base);
 261         }
 262
 263         if (ret > 0) {
 264             out->nb_samples = ret;
 265
 266             ret = av_frame_copy_props(out, in);
 267             if (ret < 0) {
 268                 av_frame_free(&out);
 269                 goto fail;
 270             }
 271
 272             if (s->resampling) {
 273                 out->sample_rate = outlink->sample_rate;
 274                 /* Only convert in->pts if there is a discontinuous jump.
 275                    This ensures that out->pts tracks the number of samples actually
 276                    output by the resampler in the absence of such a jump.
 277                    Otherwise, the rounding in av_rescale_q() and av_rescale()
 278                    causes off-by-1 errors. */
 279                 if (in->pts != AV_NOPTS_VALUE && in->pts != s->next_in_pts) {
 280                     out->pts = av_rescale_q(in->pts, inlink->time_base,
 281                                                 outlink->time_base) -
 282                                    av_rescale(delay, outlink->sample_rate,
 283                                               inlink->sample_rate);
 284                 } else
 285                     out->pts = s->next_pts;
 286
 287                 s->next_pts = out->pts + out->nb_samples;
 288                 s->next_in_pts = in->pts + in->nb_samples;
 289             } else
 290                 out->pts = in->pts;
 291
 292             ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 293             s->got_output = 1;
 294         }
 295
 296 fail:
 297         av_frame_free(&in);
 298     } else {
 299         in->format = outlink->format;
 300         ret = ff_filter_frame(outlink, in);
 301         s->got_output = 1;
 302     }
 303
 304     return ret;
 305 }
 306
 307 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
 308 {
 309     return prev ? NULL : avresample_get_class();
 310 }
 311
 312 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
 313 {
 314     ResampleContext *s = obj;
 315     return prev ? NULL : s->avr;
 316 }
 317
 318 static const AVClass resample_class = {
 319     .class_name       = "resample",
 320     .item_name        = av_default_item_name,
 321     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 322     .child_class_next = resample_child_class_next,
 323     .child_next       = resample_child_next,
 324 };
 325
 326 static const AVFilterPad avfilter_af_resample_inputs[] = {
 327     {
 328         .name           = "default",
 329         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 330         .filter_frame   = filter_frame,
 331     },
 332     { NULL }
 333 };
 334
 335 static const AVFilterPad avfilter_af_resample_outputs[] = {
 336     {
 337         .name          = "default",
 338         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 339         .config_props  = config_output,
 340         .request_frame = request_frame
 341     },
 342     { NULL }
 343 };
 344
 345 AVFilter ff_af_resample = {
 346     .name          = "resample",
 347     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Audio resampling and conversion."),
 348     .priv_size     = sizeof(ResampleContext),
 349     .priv_class    = &resample_class,
 350
 351     .init_dict      = init,
 352     .uninit         = uninit,
 353     .query_formats  = query_formats,
 354
 355     .inputs    = avfilter_af_resample_inputs,
 356     .outputs   = avfilter_af_resample_outputs,
 357 };